問1
★
放電
たまっていた電荷が一気に流れ出す現象を何というか。雷はこの現象の例である。
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答え放電
雷や、冬にドアノブでパチッとなるのが放電。
中学理科 / 物理分野
Unit 19
静電気と放射線
下敷きで髪が逆立つのはなぜ？X線で体の中が見えるのはなぜ？
静電気の原理と放射線の基礎を学ぼう。
⚡ 静電気💥 放電☢️ 放射線
1
静電気
下敷きを髪の毛でこすると髪が逆立ち、ドアノブに触れるとパチッと痛みを感じることがある。これは、こすれ合った物どうしに電気（電荷）が溜まる「静電気」のしわざである。
物体が帯電する（電気を蓄える）現象を静電気という。電荷には＋（正）と－（負）があり、同じ符号は反発、異なる符号は引きつけ合う。
図1：静電気の法則。同種の電荷は反発、異種の電荷は引きつけ合う。
⚡ 静電気から電流へ
- 静電気は電荷が溜まったもの（動かない電気）
- 電荷が流れ出すと放電が起こる（例：雷・静電気のパチッ）
- 放電が継続して流れると「電流」になる
- 放電管（クルックス管）で電子の流れ（陰極線）が確認できる
❌ よくある誤解
誤：物をこすり合わせると、その場で新しく電気が作り出される
正：こすり合わせても電気が新しく作られるわけではなく、もともと物質の中にあった電子の一部が、一方の物体からもう一方の物体へ移動しているだけである
電子を受け取った側は電子が多くなるので－に帯電し、電子を失った側は＋に帯電する。「電気が生まれる」のではなく「電子が移動する」というのが正しい理解。
高校物理では、電荷どうしにはたらく力の大きさを「クーロンの法則」という式で定量的に計算できるようになる。電荷の量や距離が力の大きさにどう影響するかを数式で扱い、電場（電界）という概念で空間全体の電気的な性質を記述するようになる。高校物理の範囲
2
放射線
病院のレントゲン（X線）撮影で骨の様子が見えるのは、放射線という目に見えないエネルギーの高い粒子や電磁波が、体を通り抜ける性質を利用しているから。放射線には種類ごとに透過力の違いがある。
放射性物質が放出するエネルギーの高い粒子や電磁波を放射線という。医療・科学・エネルギーに広く利用されるが、適切な管理が必要。
☢️ 放射線の種類と特性
| 種類 | 正体 | 透過力 | 電離作用 | 遮蔽材料 |
|---|---|---|---|---|
| α（アルファ）線 | ヘリウム原子核（He²⁺） | 最も弱い | 最も強い | 紙・皮膚で止まる |
| β（ベータ）線 | 電子（e⁻） | 中程度 | 中程度 | アルミ板で止まる |
| γ（ガンマ）線 | 電磁波（高エネルギー光子） | 最も強い | 最も弱い | 鉛・厚いコンクリート |
| X 線 | 電磁波（エネルギーやや低め） | 強い | 弱い | 鉛 |
🏥 放射線の利用
- 医療：X 線撮影・CT スキャン・がん治療（放射線治療）
- 工業：非破壊検査・食品の滅菌処理
- エネルギー：原子力発電（核分裂連鎖反応）
- 研究：放射性年代測定（炭素14）
⚠️ 放射線は量が多いと細胞の DNA を傷つけ、がんや遺伝的影響のリスクが高まる。一方、自然界にも「自然放射線」（宇宙線・地面・食物）が存在し、人は常に微量の放射線を受けている（日本の平均：約 2.1 mSv/年）。
❌ よくある誤解
誤：放射線を浴びた人や物は、放射線を出す側になる（放射能がうつる）
正：放射線を浴びること（被曝）と、放射性物質そのものが体や物に付着すること（放射性物質による汚染）は別の現象。単に放射線を浴びただけでは、その人自身が放射線を出すようにはならない
X線検査を受けた人が、それだけで放射線を出す存在になるわけではない、という点はよく誤解されるポイント。
高校物理・化学では、放射性同位体が別の原子核に変わる「放射性崩壊」を、半減期という時間の考え方とともに定量的に扱う。放射性年代測定の原理（半減期をもとに経過時間を逆算する）まで、計算を通じて理解できるようになる。高校物理・高校化学の範囲
🎯 テストでの問われ方
定期テストでは、異なる材質の間に働く静電気力の向きを判定させる問題、α線・β線・γ線の透過力の違いを表や図から読み取らせる問題が頻出。高校入試でも、放射線の医療・工業での利用例と、その利用に注意が必要な理由をあわせて説明させる記述問題が定番となっている。
🎯 練習問題
まず自分で解いてから、「答えを見る」を押して確かめよう。
問2
★
電荷どうしにはたらく力
＋の電気を帯びた物体どうしを近づけると、どうなるか。
- ア引きつけ合う
- イ反発し合う
- ウ力ははたらかない
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答えイ
同じ種類の電気は反発し、ちがう種類の電気は引き合う。
問3
★★
放射線の種類
α線・β線・γ線のうち、紙で止まるのはどれか。
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答えα線
α線は透過力が最も弱く、紙で止まる。
問4
★★
放射線の透過力
次のうち、透過力が最も強い放射線はどれか。
- アγ線
- イα線
- ウβ線
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答えア
透過力は α線 < β線 < γ線。
問5
★★★
帯電と電子の移動
ストローをティッシュペーパーでこすったところ、ティッシュペーパーからストローへ電子が移動した。ストローは＋と－のどちらに帯電したか。
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答え－
電子（−の電気）を受け取った側が、−に帯電する。
問6
★★★
放射線
次の文は正しいか、誤りか。
「X線検査で放射線を浴びた人は、その後、自分の体から放射線を出すようになる。」
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答え誤り
放射線を浴びることと、放射性物質が付くことは別。
✅ この単元のまとめ
- 静電気：電荷が溜まった状態；同種反発・異種引力
- 放電：溜まった電荷が一気に流れ出す現象（雷・静電気のパチッ）
- α線：ヘリウム核、透過力弱、紙で止まる
- β線：電子、透過力中程度、アルミで止まる
- γ線：電磁波、透過力最強、鉛・コンクリートで遮蔽
- 放射線の利用：医療（X線・治療）・工業・エネルギー（原子力）
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